JP2001289264A - 非対称スポークパターンを有する電磁クラッチ - Google Patents

非対称スポークパターンを有する電磁クラッチ

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チャド・イー・フェアー
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】脈動がなくスムーズに作動する電磁クラッチ組
立体を提供する。 【解決手段】電磁作動装置は、電磁コイルと、コイルを
部分的に取り囲んでいる回転子と、電機子と、コイルに
電力が供給されるときに圧縮力を作り出すボール・ラン
プ作動組立体とを含んでいる。回転子１７０及び電機子
１７４には、波形の電磁気磁束経路を形成し、性能を改
良する、ウェブ又はスポーク２４４、２４８、２５４に
より分割された、弓状のスロット２４２、２４６、２５
２の整列した経路又はトラックが設けられている。回転
子と電機子では、スロットの数、従ってスポークの数は
互いに等しくない。等しくないことにより、同数のスポ
ークを有する回転子及び電機子でスポークが同時整列及
び非整列を繰り返すことに関係するクラッチ噛み合いに
おける小さな変動によって引き起こされる脈動が、大幅
に減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来技術】本発明は、全体的に自動車のパワートレイ
ン構成部品に用いられる電磁クラッチに関し、特に、等
しくない又は非対称なスポークパターンを持った回転子
及び電機子を有する電磁クラッチに関する。
【０００２】選択可能な四輪駆動システムを一般的には
装備しているスポーツ・ユーティリティ車輌や、同様の
パートタイム四輪駆動システムを提供するミニバンのよ
うな車輌が人気を博しているので、そのようなシステム
及びその性能の向上に対し多大な研究開発活動が行われ
てきた。数年前は、パートタイム四輪駆動システム、即
ち運転者が選択可能な四輪駆動システムは、一般的に
は、実際にオフロードやでこぼこの地形上で用いられる
ことの多いピックアップトラック等の車輌にしか用いら
れなかったが、今では、四輪駆動システムは、高級車に
近い車両にまで装備されており、パワーウィンドウ、空
調装置、サンルーフ、レザーシート、高級オーディオシ
ステムのような標準的な装備として取り扱われている。
そのような高級車では、そのような車輌が最も一般的に
利用される高速道路でのスムーズで静かな性能が重視さ
れる。
【０００３】従って、特定の四輪駆動システムに関する
機械的な要求と、そのような車輌の購入者から要求され
る利便性及び性能のパラメータの両方を満たすトランス
ファーケースのような装置を提供するために、この分野
の業者は多大な努力を払ってきた。本発明は、改良され
たスムースで静かな作動を提供する電磁クラッチ組立体
を提供するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】トランスファーケース
及びその他の自動車のパワートレインの用途用の電磁ク
ラッチ組立体は、摩擦ディスククラッチパックと、クラ
ッチパックに圧縮力を加える電磁作動装置を含んでい
る。電磁作動装置は、電磁コイルと、コイルの一部分を
取り囲む回転子と、電機子と、コイルに電力が供給され
たときに圧縮力を作り出すボール・ランプ（ｂａｌｌ
ｒａｍｐ）作動装置（ボールと傾斜面を利用した作動装
置）組立体とを含んでいる。回転子及び電機子には、波
形の電磁磁束経路を形成し、性能を改良する、ウェブ又
はスポークにより分割された、弓型のバナナ状スロット
の整列した経路又はトラックが設けられている。回転子
と電機子の経路内のスロットの数、従ってウェブ又はス
ポークの数は等しくない。この等しくないことによっ
て、同数のスポークを有する回転子及び電機子で繰り返
し行われるスポークの同時整合及び非整合に関係する脈
動が大幅に減少し、その結果、作動がスムーズになり、
ノイズと振動が低減する。
【０００５】従って、本発明の目的は、改良された、脈
動無くスムーズに作動する電磁クラッチ組立体を提供す
ることである。本発明の更なる目的は、非対称バナナ状
の長穴すなわちスロット及びスポークのパターンを備え
た回転子及び電機子を有する電磁クラッチ組立体を提供
することである。
【０００６】本発明の更に別の目的は、波形磁束経路と
回転子及び電機子とが、等しくないか又は非対称なスポ
ークすなわちウェブのパターンを有するバナナ状の長穴
すなわちスロットによって作られているような電磁クラ
ッチ組立体を提供することである。
【０００７】本発明の更に別の目的は、回転子と電機子
が、バナナ状のスロットと、あるスポークのパターンと
を有しており、そのスポークのパターンでは、一時に、
回転子と電機子内のただ一対のスポークだけが整列する
ような電磁クラッチ組立体を提供することである。
【０００８】本発明の更なる目的と利点は、以下の好適
な実施例の説明及び添付図面を参照すれば明白になるで
あろう。なお、同じ構成部品、要素又は機能には同じ参
照番号を付している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による電磁クラッ
チは、第１及び第２の互い違いに配置された複数のクラ
ッチディスクを有する摩擦ディスクパックと、電磁コイ
ルと、第１の複数のスロットが第１の環状経路内に配置
され且つ第２の複数のスロットが第２の環状経路内に前
記第１の複数のスロットから円周方向に片寄らせて配置
されている回転子と、前記第１の複数のスロットとは数
が異なっており、第３の環状経路内に配置されている第
３の複数のスロットを有する電機子と、前記電磁コイル
に電力が供給されるときに、前記摩擦ディスクパックに
圧縮力を働かせるためのボール・ランプ組立体とを含ん
でいる電磁作動装置と、を組み合わせて備えて構成され
ている。
【００１０】上記電磁クラッチにおいて、前記第２の複
数のスロットの数は、前記第1の複数のスロットの数と
同じであってもよい。また、前記第３の複数のスロット
は、半径方向において、前記第1の複数のスロットと前
記第２の複数のスロットとの間に配置されていてもよ
い。更に、前記電機子は、１つの面を含んでおり、前記
第３の複数のスロットの間に伸張する前記面内に凹部を
含んでいてもよく、或いは、前記電機子は、１つの面を
含んでおり、前記面内に複数の半径方向チャネルを含ん
でいてもよい。
【００１１】更に、上記電磁クラッチにおいて、ＮA＝
ＮR±ＩOの式で、ＮAは前記電機子内の前記第２の複数
のバナナ状のスロットの数を表し、ＮRは前記回転子内
の前記第１の複数のバナナ状のスロットの数を表し、Ｉ
Oは奇数整数であってもよく、この場合、ＩOは１か、３
か、５であってもよい。
【００１２】
【実施例】図１では、四輪駆動車輌のドライブトレーン
を線図的に示しており、全体を参照番号１０とする。四
輪車輌のドライブトレーン１０は、トランスミッション
１４に接続され、これを直接駆動する原動機１２を含ん
でいる。トランスミッション１４の出力はトランスファ
ーケース組立体１６を直接駆動し、トランスファーケー
ス組立体１６は、一次すなわち後部ドライブライン２０
へ動力を提供する。その一次ドライブライン２０は、一
次すなわち後部プロペラ軸２２と、一次すなわち後部差
動装置２４と、一対の一次活軸すなわち後部車軸２６
と、一対の一次すなわち後部タイヤ及び車輪組立体２８
とを備えている。
【００１３】トランスファーケース組立体１６は更に、
二次すなわち前部ドライブライン３０へ、動力を選択的
に提供し、その二次ドライブライン３０は、二次すなわ
ち前部プロペラ軸３２と、二次すなわち前部差動装置３
４と、一対の二次活軸すなわち前部車軸３６と、一対の
二次すなわち前部タイヤ及び車輪組立体３８とを備えて
いる。前部タイヤ及び車輪組立体３８は、各前部車軸３
６に直接連結してもよいし、所望であれば、手動又は遠
隔操作で作動させることのできる一対のロッキングハブ
４２を、各前部車軸３６とタイヤ及び車輪組立体３８と
の間に配置して、両者を選択的に連結するようにしても
よい。最後に、一次ドライブライン２０と二次ドライブ
ライン３０とは共に、適当な、かつ適切に配置されたユ
ニバーサルジョイント４４を含んでおり、ユニバーサル
ジョイントは、各軸及び構成部品の間の静的及び動的オ
フセットや整列不良を許容するように従来様式で作動す
る。
【００１４】乗員キャビン内の自動車の運転者に隣接し
た位置には、高速、中立、低速のような、運転者が選択
できる様々なトランスファーケース組立体１６の作動モ
ードに対応する複数の押しボタン４８を有する制御組立
体４６が取り付けられている。代わりに、押しボタン４
８は、回転式スイッチ又は他の類似した運転手が選択で
きる入力装置と取り替えてもよい。制御組立体４６は、
信号を受信し、トランスファーケース組立体１６の構成
部品が提供するフィードバック又は信号に基づいて論理
的な決定を下す装置と同様に、様々な電子計算装置、論
理装置、出力装置を含んでいてもよい。
【００１５】上記並びに以下に述べる説明は、後部ドラ
イブライン２０が一次ドライブラインとして機能し、即
ち、後部ドライブライン２０が実質的に常時係合され、
作動し、これに対応して、前部ドライブライン３０が二
次ドライブラインとして機能し、即ち、前部ドライブラ
イン３０がパートタイムでだけ、又は２次的に、或いは
補足的に係合され、作動するような車輌に関するもので
あり、そのような車輌は一般的に後輪駆動車と呼ばれて
いる。
【００１６】本明細書では「前部」及び「後部」ではな
く、むしろ「一次」及び「二次」という呼称を用いてい
るが、それは、本明細書で開示し請求されている本発明
が、一次ドライブライン２０が車輌の前部に配置され二
次ドライブライン３０が車輌の後部に配置されているト
ランスミッション及びトランスファーケースにおいて容
易に用いることができ、そのような「一次」及び「二
次」という呼称の方が、特定の位置ではなく、個々のド
ライブラインの機能を幅広く適切に特徴付けるからであ
る。
【００１７】図１及び２に示すように、本発明を組み込
んだトランスファーケース組立体１６は、複数の平面の
シール面と、軸及び軸受け用の開口部と、トランスファ
ーケース組立体１６の様々な構成部品又は組立体を受け
入れるための様々な凹部、ショルダ、座ぐり部等を有す
る、複数の部品で構成されたハウジング組立体６０を含
んでいる。入力軸６２は、図１に示されているトランス
ミッション１４の出力部を入力軸６２へ駆動的に連結す
る、雌型又は内側スプライン、又はギア歯６４、或いは
他の好適な連結構造物を含んでいる。入力軸６２は、一
端を玉軸受け組立体６６のような転がり軸受けにより、
他端をローラー軸受け組立体６８のような転がり軸受け
により、回転可能に支持されている。ローラー軸受け組
立体６８は、段付きの出力軸７０の一部分に配置されて
いる。入力軸６２とハウジング組立体６０との間に配置
されている好適なオイルシール７２は、両者の間に適切
な流体密封シールを形成する。出力軸７０の反対側の端
は、玉軸受け組立体７４のような転がり軸受けにより支
えられており、ユニバーサルジョイント４４の一部分で
あるか又は第１プロペラ軸２２のような関連ドライブラ
イン構成部品に固定されているフランジ７６が取り付け
られている。フランジ７６とハウジング組立体６０との
間に配置されている好適なオイルシール７８は、両者の
間に適切な液体密封シールを形成する。
【００１８】図２及び３に示すように、トランスファー
ケース組立体１６は、入力軸６２の周りに配置されてい
る２速遊星歯車駆動組立体８０を含んでいる。遊星歯車
駆動組立体８０は、入力軸６２上の相補的な複数の雄型
スプライン又はギア歯８６と噛み合う、複数の雌型すな
わち内側スプライン又はギア歯８４を有するサンギア８
２を含んでいる。このように、サンギア８２は入力軸６
２に連結され、入力軸と共に回転する。サンギア８２
は、その周辺に外面又は雄型のギア歯８８を有してい
る。サンギア８２及びその歯８８と半径方向に整列して
いるのは、内向きのギア歯９２を備えたリングギア９０
である。リングギア９０は、協働する円周溝とスナップ
リング組立体９４とによってハウジング組立体６０内に
保持されている。複数のピニオンギア９６は、遊星キャ
リア１００内に取り付けられ固定されている複数のスタ
ブ軸状部品９８に、回転可能に保持されている。遊星キ
ャリア１００は、一般的に、入力軸６２の雄型スプライ
ン又はギア歯８６に隣接して配置されている複数の雌型
すなわち内側スプライン又はギア歯１０２を有してい
る。遊星歯車組立体８０については、本出願人の米国特
許第４，４４０，０４２号に詳しく記載されており、参
考文献としてここに援用する。
【００１９】遊星歯車駆動組立体８０は更に、入力軸６
２の雄型スプライン又はギア歯８６と軸方向に整列し、
全ての点でこれと相補的な雌型すなわち内側スプライン
又はギア歯１０６を画定するドグクラッチ又はクラッチ
カラー１０４を含んでいる。クラッチカラー１０４及び
その内側スプライン又はギア歯１０６は、段付き出力軸
７０の相補的な複数の雄型又は外面スプライン又はギア
歯１０８に滑動可能に取り付けられている。従って、ク
ラッチカラー１０４は、出力軸７０と共に回転するが、
出力軸に沿って双方向に並進移動することができる。ク
ラッチカラー１０４は、その一端に、あらゆる点で遊星
キャリア１００上の雌型スプライン又はギア歯１０２と
相補的な、雄型すなわち外側スプライン又はギア歯１１
０が設けられている。
【００２０】最後に、ドグクラッチ又はクラッチカラー
１０４は、スプライン又はギア歯１１０と反対側の端
に、円周チャネル１１６を形成する、一対の半径方向に
伸びる間隔を空けて設けられたフランジ１１４を有して
いる。チャネル１１６には、シフトフォーク１２０の、
相補的形状の半円形のスロート又はヨーク１１８が差し
込まれる。シフトフォーク１２０は、回転可能なシフト
レール１２６上の相補的形状の雄型すなわち外側ねじ山
１２４と噛み合う雌型すなわち内側ねじ山１２２が設け
られた貫通穴を有している。シフトレール１２６は、適
切なジャーナル軸受け又はブッシング１２８に支持さ
れ、回転式の電気、空気圧、又は油圧のモーター１３０
に連結され、駆動される。回転式モーター１３０には、
ライン１３２を通してエネルギーが供給される。
【００２１】シフトフォーク１２０の半円形ヨーク１１
８とは反対側の端部には、１つの凹部と、この凹部より
高いか又は少なくともはっきりと区別がつく、丈が高い
又は長い第１の突出部又は突起部及び丈が短い第２の突
出部又は突起部とを有するカム１３６が形成されてい
る。ローラーアクチュエータ又はボールアクチュエータ
１４４を有する３位置センサー１４０は、ホール効果セ
ンサーのような近接又は位置センサーを含んでいる。こ
の３位置センサーは、シフトフォーク１２０及び関係す
るクラッチカラー１０４が図２に示されているニュート
ラル位置にあること、シフトフォーク１２０が図示され
ている位置から左へ動いていて、アクチュエータ１４４
がカム１３６の長い方の突出部又は突起部と係合し、平
行移動させられ、センサー１４０は、クラッチカラー１
０４が、遊星歯車駆動組立体８０を効果的に迂回しなが
ら高速ギア又はダイレクトドライブを選択する位置にあ
ることを示す信号を提供するようになっていること、又
は逆に、シフトフォーク１２０が図２に示されている位
置から右へ動いていて、カム１３６の短い方の第２の突
出部又は突起部がアクチュエータ１４４と係合し、これ
を平行移動させたので、センサー１４０は、シフトフォ
ーク１２０が、並進移動して遊星歯車駆動組立体８０の
低速出力又は速度範囲を選択したことを示すようになっ
ていること、を示す第１の信号を規定する出力を望まし
くは複数導線ケーブル１４６で提供する。そのような並
進移動は、シフトレール１２６を回転させて、シフトレ
ール１２６の雄型ねじ山１２４に沿ってシフトフォーク
１２０を双方向に並進移動させるドライブモーター１３
０の選択的双方向作動により達成される。
【００２２】トランスファーケース組立体１６は更に、
電磁気により作動するディスクパック型クラッチ組立体
１５０を含んでいる。クラッチ組立体１５０は、段付き
出力軸７０の周りに配置されており、スプライン連結部
１５４を通して出力軸７０に連結されている円形駆動部
材１５２を含んでいる。円形駆動部材１５２は、螺旋状
円環体（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｏｒｕｓ）の傾斜部分の形
状をした、複数の円周方向に間隔を空けて設けられた凹
部１５６を含んでいる。各凹部１５６は、同じ様な複数
の荷重伝達ボール１５８を１つずつ保持している。
【００２３】円形の被駆動部材１６２は、円形の駆動部
材１５２と隣接して配置されており、円形の駆動部材１
５２の凹部１５６と同じ形で同じ数の対向する凹部１６
６を有している。凹部１５６及び１６６の傾斜面壁は傾
斜路又はカムとして機能し、ボール１５８と協力して、
両者の間の相対的な回転に応じて円形部材１５２と１６
２とを駆動して引き離す。凹部１５６、１６６及び荷重
伝達ボール１５８は、両者の間の相対的な回転に応じて
円形部材１５２と１６２との軸方向変位を生じさせる別
の類似の機械要素と置き換えてもよい。例えば、相補的
形状の円錐状螺旋内に配置されたテーパーローラーを用
いてもよい。
【００２４】円形の被駆動部材１６２は半径方向外側に
伸張し、軟鉄の回転子１７０に固定されている。回転子
１７０は、電機子１７４と対向する関係に配置されてい
る。電機子１７４は、複数のギア歯又はスプライン１７
６を周辺に有している。回転子１７０は、Ｕ字型であ
り、電磁コイル１８０を収納しているハウジング１７８
を部分的に取り囲んでいる。１本又は２本の導線ケーブ
ル１８２が、電気エネルギーを電磁コイル１８０へ供給
する。
【００２５】ケーブル１８２を通して電気エネルギーを
電磁コイル１８０へ供給すると、電機子１７４の、回転
子１７０への磁気引力が発生する。この磁気引力が、電
機子１７４の回転子１７０との摩擦接触をもたらす。出
力軸７０が、第２出力軸１８４と同じ回転速度で回転す
る電機子１７４とは異なる速度で回転している場合に
は、この摩擦接触により、ドラグトルクが、出力軸７０
から円形の駆動部材１５２、荷重伝達ボール１５８を経
由し円形の被駆動部材１６２へ伝達されることになる。
結果として生じたドラグトルクによって、ボールが凹部
１５６及び１６６のランプすなわち傾斜面を登り、円形
の駆動部材１５２を軸方向に変位させることになる。円
形の駆動部材１５２が軸方向に変位すると、作用板１８
６はディスクパッククラッチ組立体１８８に向かって軸
方向に並進移動する。圧縮ばね１９０は、円形の駆動部
材１５２を円形の被駆動部材１６２に向けて付勢し、エ
ネルギーを与えられると、荷重伝達ボール１５８を円周
方向の凹部１５６及び１６６の中心位置に戻し、電磁ク
ラッチ組立体１５０の構成部品同士の間に最大の隙間と
最小の摩擦を作り出す復元力を提供する。
【００２６】凹部１５６、１６６及びボール１５８に関
して設計上考慮すべき重要な点は、設計の幾何学形状で
あり、圧縮ばね１９０の設計とクラッチ組立体１５０内
のクリアランスとによって、自己係合が絶対に起きない
ようにしておくことである。電磁クラッチ組立体１５０
は、自己係合を起こしてはならず、むしろ変調入力信号
に直接応答して調整された作動及びトルク伝達が可能で
なければならない。
【００２７】ディスクパッククラッチ組立体１８８は、
複数の、互い違いに配置された摩擦プレート又はディス
ク１９２A、１９２Bを含んでいる。第１の複数のディス
ク１９２Aは、相互噛み合いスプライン１９４によりク
ラッチハブ１９６に連結され、クラッチハブ１９６は、
段付き出力軸７０に連結され、これと一緒に回転するよ
うになっている。第２の複数のディスク１９２Bは、相
互係合スプライン２０２により環状ハウジング１９８に
連結され、これと一緒に回転するようになっている。電
機子１７４のスプライン又はギア歯１７６も、環状ハウ
ジング１９８のスプライン２０２と噛み合う。
【００２８】環状ハウジング１９８は、出力軸７０の周
りで自由に回転できるように配置されており、複数の相
互噛み合い突起及び凹部２０６によってチェーンドライ
ブスプロケット２０４と回転的に連結されている。ドラ
イブスプロケット２０４は、段付きの出力軸７０上に自
由に回転できるように配置されている。ドライブチェー
ン２０８は、チェーンドライブスプロケット２０４の歯
に受けられ、これと噛み合い、回転エネルギーを被駆動
チェーンスプロケット２１２へ伝達する。被駆動チェー
ンスプロケット２１２は、相互噛み合いスプライン２１
４によりトランスファーケース組立体１６の第２出力軸
１８４に連結されている。
【００２９】トランスファーケース組立体１６は更に、
トーンホイール２２４上の複数の歯２２２と近接し、感
知する関係に配置されている第１のホール効果センサー
２２０を含んでいる。トーンホイール２２４は段付き出
力軸７０と連結されており、これと共に回転する。第２
のホール効果センサー２２６は、被駆動チェーンスプロ
ケット２１２上に配置されたトーンホイール２３０の複
数の歯２２２と近接し、感知する関係に配置されてい
る。軸の回転速度が同じであればホール効果センサー２
２０及び２２６からの単位時間当たりのパルス数も同じ
になるように、トーンホイール２２４上の歯２２２の数
は、被駆動スプロケット２１２のトーンホイール２３０
上の歯２２８の数と同じであることが望ましい。そうし
ておけば計算が簡単になり、このデータに基づく全ての
決定の精度が向上する。トーンホイール２２４上の歯２
２２及びトーンホイール２３０上の歯２２８の実際の数
は、回転速度とセンサー構造によって、３０から４０又
はそれ以上かそれ以下というように変わる。トーンホイ
ール上の歯を３５にすると、ホール効果センサー２２
０、２２６に関して良好な結果が得られた。
【００３０】次に、図４に示すように、ディスクパック
型の電磁クラッチ組立体１５０の回転子１７０は、ウェ
ブ又はスポーク２４４によって分離されている、第１
の、外側の複数又は環状の貫通した弓形でバナナ状の長
穴すなわちスロット２４２と、ウェブ又はスポーク２４
８によって分離されている、第２の、内側の複数又は環
状の貫通した弓形バナナ状スロット２４６とを有してい
る。本明細書で用いる「バナナ状のスロット」という用
語は、複数の湾曲した又は弓形のスロットのことであ
り、端部が互に隣接して配置され、バナナに似た開放又
は貫通した長穴すなわちスロットの不連続な環状経路を
形成している。内側及び外側の複数のバナナ状のスロッ
ト２４２、２４６の数は、同数であるのが望ましい。外
側のバナナ状のスロット２４２が６個で、内側のバナナ
状のスロット２４６が６個の場合、好適であることがわ
かっている。外側と内側に６個のバナナ状のスロット２
４２、２４６を用いる場合、複数のバナナ状のスロット
２４２、２４６の内の１つ、例えば内側の複数のバナナ
状のスロット２４６は、外側の複数のバナナ状スロット
２４２から円周方向に３０度オフセットさせる。このよ
うにすると、スポーク又はウェブ２４４と２４８とは、
互いに千鳥状又はオフセットして配置されることにな
る。バナナ状のスロット２４２、２４６の数が４個に減
れば、ウェブ又はスポーク２４４、２４８は、内側及び
外側の複数のバナナ状のスロット２４２、２４６の間で
円周方向に４５度オフセットさせるすなわち片寄らせ
る。一方、バナナ状のスロット２４２、２４６の数が８
個に増えれば、ウェブ又はスポーク２４４、２４８は、
２２．５度オフセットしているのが望ましい。バナナ状
のスロット２４２、２４６の数がこれ以外であり、スポ
ーク又はウェブの数がそれに対応する数である場合、そ
れに応じて円周方向にオフセットさせるのが望ましいこ
とは理解頂けるであろう。
【００３１】次に、図５、６、７に電機子１７４を示す
が、電機子１７４は、ウェブ又はスポーク２５４を有す
る、単一の経路又はバナナ状のスロット２５２の環を有
している。バナナ状のスロット２４２、２４６、２５２
の協働により、波形の磁束経路が構成され、それによ
り、所与の磁束レベルに対する回転子１７０と電機子１
７４との間の引力が増大し、所与の電流に対するクラッ
チ噛み合い及びトルク伝達量が増大し、更にそれによ
り、電磁コイル１８０内の電流消費とエネルギー消散が
低減する。回転子１７０内のバナナ状のスロット２４
２、２４６の数次第で増減調整することにはなるが、バ
ナナ状のスロット２５２の数及びウェブ又はスポーク２
５４の数は、それぞれ５個であるのが望ましい。本発明
によれば、バナナ状のスロット２５２の数は、回転子１
７０内のバナナ状のスロット２４２又は２４６の数と等
しくなく、回転子１７０の各環又は経路内のバナナ状の
スロット２４２、２４６の数よりも、整数１だけ、大き
いか又は小さいのが望ましい。即ち、Ｎを外側環内のバ
ナナ状のスロット２４２の個数、且つ内側環内のバナナ
状のスロット２４６の個数とすれば、Ｎ±１は電機子１
７４のバナナ状のスロット２５２の好適な数を表す。但
し、等しくない数のスロット２４２、２４６及び２５２
の別の組み合わせも使うことができる。代わりに、式の
中の数字１を、３、５のような奇数に置き換えても良
い。
【００３２】図８に示されているように、電機子１７４
内のバナナ状のスロット２５２の半径方向位置は、回転
子１７０内のバナナ状スロット２４２及び２４６の２つ
の環又は経路の間に等間隔で配置されるのが望ましい。
図６に示されているように、半円の凹部又はチャネル２
５６は、各スポーク２５４を横断して伸張し、バナナ状
のスロット２５２と整列している。又図７に示すよう
に、半径方向に伸張する凹部又はチャネル２５８は、各
ウェブ又はスポーク２５４と整合している。従って、電
機子１７４は、バナナ状のスロット２５２と整合してい
るウェブ又はスポーク２５４の面又は表面が電機子１７
４の面及び回転子１７０の隣接面から凹んでいるか又は
間隔を空けて配置されるように、各ウェブ又はスポーク
２５４の位置で切り取られている。
【００３３】図８には、回転子１７０上の、第１の複数
の千鳥配置のバナナ状のスロット２４２、２４６及びウ
ェブ又はスポーク２４４、２４８と、電機子１７４の、
等しくない数の複数のバナナ状のスロット２５２及びウ
ェブ又はスポーク２５４とが図で表されている。回転子
１７０と電機子１７４とは、図８の最上部で、電機子１
７４のウェブ又はスポーク２５８が、回転子１７０の第
１すなわち外側の複数のバナナ状のスロット２４２に関
係するウェブ又はスポーク２４４と整列するように配置
されている。回転子１７０及び電機子１７４の残りの部
分を調べてみれば分かるように、回転子１７０及び電機
子１７４には、他に、ウェブ又はスポーク２４４、２４
８又は２５４が整列している場所はない。例えば、内側
及び外側の複数のバナナ状のスロット２４２及び２４６
が千鳥状に配置されておらず、同数のバナナ状のスロッ
ト２４２、２４６及び２５２が、回転子１７０の両経路
及び電機子１７４の１つの経路内に形成されている場合
には、ウェブ又はスポーク２４４、２４８及び２５４が
同時に整列する場所は６箇所あることになる。本発明に
よる回転子１７０及び電機子１７４から成る構成は、デ
ィスクパックク型電磁ラッチ組立体１５０の脈動を大幅
に減少させ、その作動に関係する低周波ノイズ及び振動
を低減する。
【００３４】以上、ディスクパック型の電磁クラッチ組
立体１５０をこれまでトランスファーケース組立体１６
と関連づけて説明してきたが、電磁クラッチ組立体１５
０は、別の自動車のドライブライン構成部品に、特に、
前輪駆動車に使用するためここに参考文献として援用す
る１９９９年３月２３日付で認可された本出願人の米国
特許第５，８８４，７３８号に開示されているようなツ
インクラッチ後車軸に、そして、車軸をタイヤ及び車輪
組立体に選択的に連結するために個々の車輪位置に取り
付けられているクラッチに、適用するのに適しているこ
とは理解頂けるであろう。
【００３５】上記開示は、本発明を実行するために発明
者が考案した最良のモードである。しかし、電磁クラッ
チに関わる当業者にはこの装置に修正及び変更を織り込
めるのが自明であることは明白である。上記開示は、本
発明を実行するために発明者が考えた最良のモードを示
しており、関連技術の何れの当業者でも本発明を実行で
きるようにすることを目的としているのであって、これ
により限定されると解釈すべきではなく、上記の明白な
変更を含み、特許請求の範囲に述べる精神及び範囲によ
ってのみ限定されると解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を組み込んだトランスファーケースを有
する四輪駆動自動車のパワートレインを線図的に示す概
要平面図である。
【図２】本発明を組み込んだ電磁クラッチ組立体を有す
るトランスファーケースの全体断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿う、ボール・ランプ作動装
置部分の平面展開図である。
【図４】本発明による電磁クラッチ組立体の回転子の前
面立面図である。
【図５】本発明による電磁クラッチの電機子の前面立面
図である。
【図６】本発明による電磁クラッチの電機子の、図５の
６−６線に沿う部分断面図である。
【図７】本発明による電磁クラッチの電機子の、図５の
７−７線に沿う部分側面図である。
【図８】本発明による電磁クラッチの電機子及び回転子
の、後面立面図である。
【符号の説明】
１６ トランスファーケース組立体 １５０ 電磁クラッチ組立体 １５２、１６２
円形部材 １７０ 回転子 １７４ 電機子 １８８ 摩擦ディスクパック ２４２、２４
６、２５２ スロット ２４４、２４８、２５４ ウェブ又はスポーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレン・ディー・アイリー・ジュニア アメリカ合衆国ミシガン州48348，クラー クストン，アイロクウォイス・ブールバー ド 5084 (72)発明者 ライル・クロー アメリカ合衆国ミシガン州48125，ディア ボーン・ハイツ，ダッドレイ 4861

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１及び第２の互い違いに配置された複
    数のクラッチディスク（１９２Ａ、１９２Ｂ）を有する
    摩擦ディスクパック（１８８）と、 電磁コイル（１８０）と、第１の複数のスロット（２４
    ２）が第１の環状経路内に配置され且つ第２の複数のス
    ロット（２４６）が第２の環状経路内に前記第１の複数
    のスロットから円周方向に片寄らせて配置されている回
    転子（１７０）と、前記第１の複数のスロット（２４
    ２）とは数が異なっており、第３の環状経路内に配置さ
    れている第３の複数のスロット（２５２）を有する電機
    子（１７４）と、前記電磁コイル（１８０）に電力が供
    給されるときに、前記摩擦ディスクパック（１８８）に
    圧縮力を働かせるためのボール・ランプ組立体（１５
    ２、１５８、１６２）とを含んでいる電磁作動装置とを
    組み合わせて備えている電磁クラッチ（１５０）。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁クラッチ組立体に
    おいて、前記第２の環状経路は、前記第1の環状経路か
    ら半径方向に片寄っている電磁クラッチ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の電磁クラッチ組立体に
    おいて、前記ボール・ランプ組立体は、前記複数のクラ
    ッチディスク（１９２Ａ、１９２Ｂ）の一つと共に回転
    するように配置されている第１の円形部材（１５２）
    と、前記回転子（１７０）と共に回転するように配置さ
    れている第２の円形部材（１６２）とを含んでいる電磁
    クラッチ。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の電磁クラッチ組立体に
    おいて、前記第２の複数のスロット（２４６）の数は、
    前記第1の複数のスロット（２４２）の数と同じである
    電磁クラッチ。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の電磁クラッチ組立体に
    おいて、前記第３の複数のスロット（２５２）は、半径
    方向において、前記第1の複数のスロット（２４２）と
    前記第２の複数のスロット（２４６）との間に配置され
    ている電磁クラッチ。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の電磁クラッチ組立体に
    おいて、前記電機子（１７４）は、１つの面を含んでお
    り、更に、前記第３の複数のスロット（２５２）の間に
    伸張する前記面内に凹部（２５６）を含んでいる電磁ク
    ラッチ。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の電磁クラッチ組立体に
    おいて、前記電機子（１７４）は、１つの面を含んでお
    り、更に、前記面内に複数の半径方向チャネル（２５
    ８）を含んでいる電磁クラッチ。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の電磁クラッチ組立体に
    おいて、ＮA＝ＮR±ＩOの式で、ＮAは前記電機子（１７
    ４）内の前記第２の複数のバナナ状のスロット（２４
    ６）の数を表し、ＮRは前記回転子（１７０）内の前記
    第１の複数のバナナ状のスロット（２４２）の数を表
    し、ＩOは奇数整数である電磁クラッチ。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の電磁クラッチ組立体に
    おいて、ＩOは１か、３か、５である電磁クラッチ。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の電磁クラッチ組立体
    において、前記電磁クラッチ（１５０）は、第１の出力
    部（７０）と第２の出力部（１８４）とを有するトラン
    スファーケース内に配置されている電磁クラッチ。
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